CN207982893U - 一种自动上下料轻型五轴设备 - Google Patents

Abstract

一种自动上下料轻型五轴设备,由机身、加工装置、工作台面、上下料装置和底座组成，所述加工装置上方设有滑枕，所述滑枕内部设有伺服电机,所述滑枕外部设有平衡气缸，所述伺服电机与平衡气缸相配合带动滑枕沿Z轴上下移动；所述滑枕内有设有C轴，实现四头刀轴沿滑枕旋转，所述C轴下方设有B轴，实现四头刀轴沿滑枕摆动；所述工作台面设于底座上方，所述底座内设有传动装置，所述传动装置与正负压夹具连接;所述上下料装置包括上下料滑块、上料座、储料设备、上料设备和下料设备。本实用新型可以一次装夹能完成对工件的多工序加工，可完成三轴铣床无法加工的工件，采用自动上、下料系统配合多功能的工作台，确保了加工速度、生产效率。

Description

一种自动上下料轻型五轴设备

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，特别是涉及一种五轴联动双台面加工装置。木工机床行业

背景技术

五轴联动叶片加工中心轴系由X、Y、Z直线轴、回转C轴、摆动B轴组成。回转C轴用于夹持叶片零件做回转运动，摆动B轴用于带动主轴和刀具做摆动运动。

现有五轴联动叶片加工中心的总体布局结构有两种型式：

一X轴、Z轴及摆动B轴布置在被加工叶片零件上方，Y轴和回转C轴布置在被加工叶片零件下方。X轴拖动Z轴和摆动B轴一起做左右移动，X轴导轨在水平面上布置；Z轴拖动摆动B轴和主轴及刀具做上下移动，Z轴导轨在垂直面内沿垂直方向布置；Y轴拖动回转C轴和叶片零件做前后移动，Y轴导轨在水平面上布置。

此种结构主要存在以下缺点：

（1）X轴拖动的移动件质量大，移动加速度低，动态响应特性差，从而影响整机的五轴联动性能；

（2）摆动B轴叠加在X轴上，摆动方向与X轴运动方向平行，造成摆动B轴的钟摆效应，在X轴加减速运动的时候会影响摆动B轴的定位精度和加速性能；

（3）Z轴带动摆动B轴带动主轴和刀具布置在叶片零件的上方，当外部突然停电等意外状况发生时，主轴和刀具瞬间会不可避免的具有向下移动的现象，从而损坏昂贵的叶片；

（4）支撑被加工叶片零件的Y轴导轨在水平面内布置，导轨防护罩上方切屑易堆积不易排出。

二X轴和Y轴及摆动B轴布置在被加工叶片零件上方，Z轴和回转C轴布置在被加工叶片零件下方。X轴拖动Y轴和摆动B轴一起做左右移动，Y轴拖动摆动B轴和主轴及刀具做前后移动，XY导轨均在水平面内布置；Z轴拖动回转C轴和叶片零件做上下移动，Z轴导轨在垂直面内沿垂直方向布置。

此种结构主要存在以下缺点：

1X轴上集成的移动件质量太大负载太高，动态响应特性差，同时被加工叶片零件上方轴系的叠加连接环节太多，造成机床整体切削刚性降低，极大的影响整机的五轴联动性能发挥；

2摆动B轴叠加在X轴上，摆动方向与X轴运动方向平行，造成摆动B轴的钟摆效应，在X轴加减速运动的时候会影响摆动B轴的定位精度和加速性能。

现阶段的五轴联动机床能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。传统三轴设备虽然可以装配多个主轴，但主轴无法集成在一起，统一实现B、C轴的转动。传统五轴设备，只装配了一个主轴，加工同一工件不同工序，需要配备有刀库，更换刀具。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工件一次装夹定位，在空间各个方向实现五轴联动铣、镂、钻、锯的多功能加工中心。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供了一种自动上下料轻型五轴设备,由机身、加工装置、工作台面、上下料装置和底座组成，所述机身上方设有横梁，所述横梁上设有齿条、导轨和滑枕，所述滑枕与加工装置连接，所述加工装置能够齿轮齿条传动实现沿X轴移动；

所述加工装置上方设有滑枕，所述滑枕内部设有伺服电机、同步带，所述滑枕外部设有平衡气缸，所述伺服电机与平衡气缸相配合带动滑枕沿Z轴上下移动；

所述滑枕下方设有由独立刀轴组成的四头刀轴，所述滑枕内有设有C轴，实现四头刀轴沿滑枕旋转，所述C轴下方设有B轴，实现四头刀轴沿滑枕摆动；

所述工作台面设于底座上方，所述底座内设有传动装置，所述传动装置由伺服电机、底座导轨、滑块组成，所述传动装置与正负压夹具连接，根据加工需要，可随意调整位置，手动锁紧；

所述上下料装置包括上下料滑块、上料座、储料设备、上料设备和下料设备；

所述储料设备包括侧挡板、固定上料板和活动上料板，所述侧挡板、固定上料板、活动上料板通过三角件固定在上料座上，用于工件储存导向；所述储料设备下方设有上料设备，所述储料设备下方设有压紧气缸，所述压紧气缸下方设有上料爪，所述上料爪固定于上料爪气缸的活塞杆端部；所述上料设备下方设有下料设备，所述下料设备包括下料板，所述下料板后方设有摆尾型气缸。

进一步地，所述C轴设于滑枕内，所述C轴上设有独立的传动装置，包括C轴伺服电机、C轴同步带、C轴减速器，C轴由C轴伺服电机通过C轴同步带传动，带动C轴减速机装置，实现四头刀轴的转动，所述C轴下方设有B轴，所述所述B轴上设有独立的传动装置，包括B轴伺服电机、B轴同步带、B轴减速器，所述B轴由B轴伺服电机通过B轴同步带传动，带动B轴减速机装置，实现四头刀轴绕Z轴的摆动。

进一步地，所述机身为一体式龙门机身，外部采用高强度焊接，内部采用封砂结构，机床的重心降低。

进一步地，所述机身结构选用钢板、圆管、方管等焊接而成，设计成全封闭的箱形结构，根据机身结构和载荷分布情况设计采用圆管焊接纵向隔板结构，增强床身的扭转刚度。

进一步地，所述正负压夹具包括设置于工作台面上的条形台面，所述条形台面下方设有滑块，所述滑块与工作台面接触，并可以由把手手动调节，所述正负压夹具下方设有方形滑块，所述方形滑块沿底座上的传动装置滑动，所述条形台面上设有可移动的夹紧装置；所述夹紧装置包括上夹紧装置和下夹紧装置组成，所述条形台面上还设有可活动的定位架定位架内设置可伸缩的定位立管。

进一步地，所述工作台面为双工作台设计。

进一步地，所述四头刀轴由个独立刀轴集成在一起，由电脑控制可同时对工件进行多工序加工。

进一步地，所述正负压条形台面，由正压气动夹紧与真空吸盘组成，使工件更加牢固的固定于台面上。

进一步地，所述下料板上设有下料钩。

进一步地，该自动上下料轻型五轴设备设有脚踏控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可以一次装夹能完成对工件的多工序加工，可完成三轴铣床无法加工的工件。

2、本实用新型采用自动上、下料系统配合多功能的工作台，确保了加工速度、生产效率。

3、本实用新型省去了自动松夹、卸刀、装刀、夹紧及等一系列复杂的动作，省掉了自动换刀时间。

4、本实用新型五轴联动数控机床在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整，避免了刀具的加工干涉，使刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。

5、本实用新型采用双工作台设计，一次装夹，双台面交替工作，实现了高效，快捷的生产加工。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的侧视图；

图4是本实用新型的后视图；

图5是本实用新型的主轴结构图；

图6是本实用新型自动上下料装置的结构示意图。

机身1、加工装置2、工作台面3、上下料装置4、底座5、横梁6、齿条7、导轨8和滑枕9、平衡气缸10、四头刀轴11、C轴12、B轴13、传动装置14、正负压夹具15、上下料滑块16、上料座17、侧挡板18、固定上料板19、活动上料板20、压紧气缸21、上料爪22、上料爪气缸23、下料板24、摆尾型气缸25、伺服电机26、同步带27、下料钩28、脚踏控制29.

具体实施方式

下面通过结合附图的形式来对本实用新型的具体实施方式来做进一步的详细的说明，但以下实施例仅列举的是较优选的实施例，其仅起到解释说明的作用来帮助理解本实用新型，并不能理解为是对本实用新型的限定。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1-5所示一种自动上下料轻型五轴设备,由机身1、加工装置2、工作台面3、上下料装置4和底座5组成，所述机身1上方设有横梁6，所述横梁6上设有齿条7、导轨8和滑枕9，所述滑枕9与加工装置2连接，所述加工装置2能够齿轮齿条传动实现沿X轴移动；

所述加工装置上方设有滑枕，所述滑枕9内部设有伺服电机26、同步带27，所述滑枕9外部设有平衡气缸10，所述伺服电机26与平衡气缸10相配合带动滑枕9沿Z轴上下移动；

所述滑枕9下方设有由独立刀轴组成的四头刀轴11，所述滑枕9内有设有C轴12，实现四头刀轴11沿滑枕9旋转，所述C轴12下方设有B轴13，实现四头刀轴11沿滑枕9摆动；

所述工作台面3设于底座5上方，所述底座5内设有传动装置14，所述传动装置14由伺服电机26、底座导轨、滑块组成，所述传动装置14与正负压夹具15连接，根据加工需要，可随意调整位置，手动锁紧；

所述上下料装置4包括上下料滑块16、上料座17、储料设备、上料设备和下料设备；

所述储料设备包括侧挡板18、固定上料板19和活动上料板20，所述侧挡板18、固定上料板19、活动上料板20通过三角件固定在上料座17上，用于工件储存导向；所述储料设备下方设有上料设备，所述储料设备下方设有压紧气缸21，所述压紧气缸21下方设有上料爪22，所述上料爪22固定于上料爪气缸23的活塞杆端部；所述上料设备下方设有下料设备，所述下料设备包括下料板24，所述下料板24后方设有摆尾型气缸25。

所述C轴12设于滑枕9内，所述C轴12上设有独立的传动装置，包括C轴伺服电机、C轴同步带、C轴减速器，C轴由C轴伺服电机通过C轴同步带传动，带动C轴减速机装置，实现四头刀轴11的转动，所述C轴12下方设有B轴13，所述所述B轴13上设有独立的传动装置，包括B轴伺服电机、B轴同步带、B轴减速器，所述B轴由B轴伺服电机通过B轴同步带传动，带动B轴减速机装置，实现四头刀轴11绕Z轴的摆动。

所述机身1为一体式龙门机身1，外部采用高强度焊接，内部采用封砂结构，机床的重心降低。

所述机身1结构选用钢板、圆管、方管等焊接而成，设计成全封闭的箱形结构，根据机身1结构和载荷分布情况设计采用圆管焊接纵向隔板结构，增强床身的扭转刚度。

所述正负压夹具包括设置于工作台面3上的条形台面，所述条形台面下方设有滑块，所述滑块与工作台面3接触，并可以由把手手动调节，所述正负压夹具下方设有方形滑块，所述方形滑块沿底座5上的传动装置14滑动，所述条形台面上设有可移动的夹紧装置；所述夹紧装置包括上夹紧装置和下夹紧装置组成，所述条形台面上还设有可活动的定位架定位架内设置可伸缩的定位立管。

所述工作台面3为双工作台设计。

所述四头刀轴11由4个独立刀轴集成在一起，由电脑控制可同时对工件进行多工序加工。

所述正负压条形台面，由正压气动夹紧与真空吸盘组成，使工件更加牢固的固定于台面上。

所述下料板24上设有下料钩28。

该自动上下料轻型五轴设备设有脚踏控制29。

实施例2

如图5所示，整个上下料装置通过滑块在导轨上移动，以便于根据工件尺寸，调整两个上下料装置之间的间距，所述侧挡板、固定上料板、活动上料板通过三角件固定在上料座上组成一个整体，用于工件储存导向，储存阶段时，压紧气缸的活塞杆压紧最下端的工件防止工件脱落，压紧气缸的活塞杆的活塞杆退回，工件下落到上料爪上，上料爪固定与上料爪气缸的活塞杆端部，上料爪气缸的活塞杆伸出，条形正负压夹具移动至上料区，工件被条形正负压夹具上的定位块和气缸压块夹紧，送至加工区，由电脑控制的四头刀轴，同时对工件进行多工序加工，双台面交替工作。工件加工完毕后条形正负压夹具移动至下料区，摆尾型气缸的活塞杆伸出，下料板移动到工件下方，正负压夹具上的定位块和气缸压块松开工件，下料板随摆尾型气缸退回完成下料动作。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，对其进行简单的组合变化都列为本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种自动上下料轻型五轴设备,由机身(1）、加工装置（2）、工作台面（3）、上下料装置（4）和底座（5）组成，其特征在于：

所述机身(1）上方设有横梁（6），所述横梁（6）上设有齿条（7）、导轨（8）和滑枕（9），所述滑枕（9）与加工装置（2）连接，所述加工装置（2）能够通过齿轮齿条传动实现沿X轴移动；

所述加工装置（2）上方设有滑枕（9），所述滑枕（9）内部设有伺服电机（26）、同步带（27），所述滑枕（9）外部设有平衡气缸（10），所述伺服电机（26）与平衡气缸（10）相配合带动滑枕（9）沿Z轴上下移动；

所述滑枕（9）下方设有由独立刀轴组成的四头刀轴（11），所述滑枕（9）内有设有C轴（12），实现四头刀轴（11）沿滑枕（9）旋转，所述C轴（12）下方设有B轴（13），实现四头刀轴（11）沿滑枕（9）摆动；

所述工作台面（3）设于底座（5）上方，所述底座（5）内设有传动装置（14），所述传动装置（14）由传动装置伺服电机、底座导轨、滑块组成，所述传动装置（14）与正负压夹具（15）连接，根据加工需要，可随意调整位置；

所述上下料装置（4）包括上下料滑块（16）、上料座（17）、储料设备、上料设备和下料设备；

所述储料设备包括侧挡板（18）、固定上料板（19）和活动上料板（20），所述侧挡板（18）、固定上料板（19）、活动上料板（20）通过三角件固定在上料座（17）上，用于工件储存导向；所述储料设备下方设有上料设备，所述储料设备下方设有压紧气缸（21），所述压紧气缸（21）下方设有上料爪（22），所述上料爪（22）固定于上料爪气缸（23）的活塞杆端部；所述上料设备下方设有下料设备，所述下料设备包括下料板（24），所述下料板（24）后方设有摆尾型气缸（25）。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述C轴（12）设于滑枕（9）内，所述C轴（12）上设有独立的传动装置，包括C轴伺服电机、C轴同步带、C轴减速器，C轴由C轴伺服电机通过C轴同步带传动，带动C轴减速机装置，实现四头刀轴（11）的转动，所述C轴（12）下方设有B轴（13），所述所述B轴（13）上设有独立的传动装置，包括B轴伺服电机、B轴同步带、B轴减速器，所述B轴由B轴伺服电机通过B轴同步带传动，带动B轴减速机装置，实现四头刀轴（11）绕Z轴的摆动。

3.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述机身(1）为一体式龙门机身(1），外部采用高强度焊接，内部采用封砂结构，机床的重心降低。

4.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述机身(1）结构选用钢板、圆管、方管等焊接而成，设计成全封闭的箱形结构，根据机身(1）结构和载荷分布情况设计采用圆管焊接纵向隔板结构，增强床身的扭转刚度。

5.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述正负压夹具包括设置于工作台面（3）上的条形台面，所述条形台面下方设有滑块，所述滑块与工作台面（3）接触，并可以由把手手动调节，所述正负压夹具下方设有方形滑块，所述方形滑块沿底座（5）上的传动装置（14）滑动，所述条形台面上设有可移动的夹紧装置；所述夹紧装置包括上夹紧装置和下夹紧装置组成，所述条形台面上还设有可活动的定位架定位架内设置可伸缩的定位立管。

6.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述工作台面（3）为双工作台设计。

7.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述四头刀轴（11）由4个独立刀轴集成在一起，由电脑控制可同时对工件进行多工序加工。

8.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述正负压条形台面，由正压气动夹紧与真空吸盘组成，使工件更加牢固的固定于台面上。

9.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：所述下料板（24）上设有下料钩（28）。

10.根据权利要求1所述的一种自动上下料轻型五轴设备，其特征在于：该自动上下料轻型五轴设备设有脚踏控制（29）。